【学习要求】

1.通过实验，理解压强的概念；知道日常生活中增大和减小压强的方法；能用压强公式进行简单计算.

2.通过实验，探究并了解液体压强与哪些因素有关.

3.知道大气压及其与人类生活的关系；了解测量大气压强的方法.

4.了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用.

【知识网络】

【知识要点】

1.压力和压强

垂直作用在物体表面上的力叫做压力.压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关.

物体在单位面积上受到的压力叫做压强，压强计算公式

应用公式计算时，要注意统一单位.只有当压力F的单位用N，受力面积S的单位用m2时，求出的压强p的单位才是Pa.

减小压强的办法：增大受力面积或减小压力.

增大压强的办法：减小受力面积或增大压力.

2.液体的压强

液体由于受到重力的作用，并且具有流动性，所以液体内部向各个方向都有压强.

在液体内的同一深度，液体向各个方向的压强大小相等.

液体内部的压强，随深度的增加而增大.

液体内部的压强还与液体的密度有关，密度越大，压强越大.

3.大气压强

地球的表面包围着一层几千米的空气，这层空气叫做大气层.大气压是由于大气层受重力作用而产生的.测量大气压的仪器叫做气压计.

1个标准大气压的值约为1.0×105Pa.这相当于有10N的压力作用在1cm2的面积上.

大气压随高度而变化.一般离海平面越高，大气压强越小.研究表明，大气压与高度之间有一定的关系，根据这个关系，人们可根据大气压估算当地的高度.

季节和天气的变化也会引起大气压的变化.

4.流体的压强与流速的关系

关系：在流体中，流速越大的地方，压强越小.

应用：飞机升力的产生；弧线球自动转弯的奥秘；交通中的有关安全问题.

【典型例题】

例1　下列关于压力和重力的说法中，正确的是（　　）.

A.一个10N的物体放在水平桌面上，它对桌面的压力就是10N，所以压力就是重力

B.压力大小总是等于重力大小

C.压力方向总是竖直向下

D.压力方向一定垂直于被压物体的表面

点拨　压力与重力是性质不同的两种力，压力与重力可从它们的定义、施力物和受力物、力的方向、力的实质以及力的作用点等方面进行区分.

例2　小明利用A、B两物体、泡沫等器材，探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验，如图5-1所示.

图　5-1

（1）实验中，小明是通过观察　________________来比较压力作用效果的.

（2）比较（a）、（b）两图所示实验，能得到的结论是：_____________________________.

（3）探究压力的作用效果与受力面积的关系时，应通过比较图________所示的实验.

（4）如图（d）所示，实验时小华将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关.你认为他在探究过程中存在的问题是：__________________________________________________.

点拨　本题创设了一个探究压力作用效果与哪些因素有关的实验情境，侧重考查学生的观察能力、控制变量法的运用以及归纳得出结论和评估实验方案的能力.

例3　如图5-2（a）所示，此装置叫压强计，其用途是可以测量液体内部的压强.它的构造主要包括U形玻璃管、金属盒、橡胶管和支架等部分.如图（a）所示，当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形管两边的液面会出现高度差；压强越大，液面的高度差也越大.如图5-2（b）所示，若把金属盒放入液体中，U形管内液面出现高度差，说明液体内部存在压强.

图　5-2

小明利用图5-2（b）所示实验装置，探究液体内部压强的规律，下表是小明探究过程中记录的实验数据：

根据上述数据记录，经分析和论证，你认为：

（1）比较序号为________的三组数据可得出结论：液体的压强随深度的增加而增大.

（2）比较序号为________的三组数据可得出结论：在同一深度，液体向各个方向的压强相等.

（3）比较序号为________的两组数据可得出结论：不同液体的压强还跟液体的密度有关系.

点拨　由于液体内部的压强可能与多个因素有关，探究时应注意控制变量，即在探究某两个变量间的关系时，应保持其他变量不变.

例4　生活处处有物理，留心观察皆学问.厨房中也包含着很多物理知识，如抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强__________，从而在周围__________的作用下将油烟压向扇叶处排出.

点拨　本题创设了一个学生熟知的生活情境，通过具体事例来考查基础知识，体现了“从生活走向物理”的课程理念.

例5　某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底部，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是：______________________________________________________________________.

（2）如图5-3（a）所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒.当________________时，记下弹簧测力计的示数为29.9N.

（3）如图5-3（b）所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为________cm，计算出活塞的横截面积.

（4）计算得到大气压强的数值为________Pa.

（5）小组中有的同学测量值偏大，有的同学测量值偏小，分析实验过程中导致误差的因素：

①小宇的实验数据总比真实值小的原因可能是：_______________________________；

②小华的实验数据总比真实值大的原因可能是：_______________________________.

图　5-3

点拨　本题中用注射器、弹簧测力计和刻度尺等器材来估测大气压强，设计理念在于关注基础知识、注重使用简单器材开展实验研究，具有评估意识.解答本题时，要从压强公式出发进行分析，充分领会每一个步骤的意图，评估实验结论应关注实验的整个过程.

例6　夏日的海边，游客在水平沙滩上驾驶四轮沙滩摩托车.摩托车和人的总重约为3.2×103N，摩托车的每个车轮与沙地的接触面积约为0.02m2.问：

（1）摩托车对沙地的压力是多大？

（2）摩托车对沙地的压强是多大？

（3）沙滩摩托车的车轮比普通摩托车的车轮要大得多，这样设计车轮有什么好处？（写出一点即可）

点拨　本题考查了压强的计算、减小压强的方法及应用，计算时注意压力大小（在水平面上压力的大小等于重力）和受力面积的确定.

【例题解析】(www.daowen.com)

例1：一个10N的物体放在水平桌面上，它对桌面的压力大小等于10N，但压力的受力物体是桌面，而重力的受力物体是桌面上的物体，显然压力不同于重力，故A不正确.假设作用一个100N的水平力将重10N的物体紧压在竖直墙壁上，根据压力概念可知，此时压力位于水平方向且垂直于墙壁，压力大小为100N，并不等于重力大小10N，故B、C也不正确，正确答案为D.

例2：（1）压痕的深浅程度.　（2）受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显.（3）（a）、（c）.　（4）没有控制压力大小不变.

例3：（1）2、4、5.　（2）1、2、3.　（3）5和6.

例4：小　大气压.

例5：（1）排出注射器内的空气.　（2）注射器中的活塞开始滑动.　（3）6.0.　（4）8.97×104.　（5）①注射器中空气没排尽；②活塞与注射器壁有摩擦.

例6：（1）摩托车对沙地的压力为：F=G总=3.2×103 N.

（2）摩托车与沙地的接触面积为：S=4×0.02m2=0.08m2.

摩托车对沙地的压强为：.

（3）在压力相同的情况下增大了受力面积，可以减小沙滩摩托车对沙地的压强，使车轮不易陷入沙子里.

自我评估

一、填空题

1.将重为2.5N的物理课本平放在面积为1m2的水平桌面上，书与桌面的接触面积为0.05m2，则书对桌面的压力为__________N，压强为__________Pa.

2.小明参加学校组织的军训，在体检时测得他的质量为51kg，又测得每只鞋底的面积为170cm2，当他立正时，他对水平地面的压强大小为__________Pa；当他正步行走时，他对水平地面的压强为__________Pa.（g取10N/kg）

3.家中使用的菜刀刀刃都做得很锋利，而刀柄上常常刻有花纹.刀刃做得很锋利，是为了减小________来增大________；刀柄上常常刻有花纹，这是通过增大________来增大________.

4.据报道：“一名男子陷在泥沼里，他挣扎着力图把一只脚拔出来，结果下陷得更快更深.抢救队员在泥沼上铺上木板，从木板上靠近该男子，把绳索递给他.大家合力把他拉出后，让他平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼.”

（1）报道中描述______________________________的过程对泥沼的压强增大.

（2）报道中描述______________________________和____________________________的过程对泥沼的压强减小，你判断的依据是：______________________________________.

5.在汛期中，上游的河水裹挟着比平时更多的泥沙，使得河水的密度变__________，对堤坝的压强变____________.（均选填“大”或“小”）

6.有如下几个生活实例：A.用吸管吸牛奶；B.棒冰熔化；C.手握橡皮圈发生形变；D.水往低处流.以上实例中，可以说明大气压存在的是__________（只需填写序号）.

7.登山运动员在向高峰攀登时会出现“高原反应”，这除了高原缺氧、寒冷之外，还因为那里的大气压强比平原地区______（选填“大”或“小”）得多.在高原上用普通锅难以煮熟食物，是因为普通锅的密封性能较差，锅内气压受外界大气压影响，使得水的沸点________（选填“高于”或“低于”）100℃.

8.用吸管“吸”饮料时，饮料是在__________作用下被“吸”入口中的.用吸尘器“吸”灰尘时，灰尘是由于__________的缘故被“吸”入吸尘器中的.可见，同一个“吸”字表述的不同现象，其原因各不相同.

9.某次的龙卷风，使室外气压急剧下降到80kPa.当门窗紧闭时，可以近似认为室内气压约100kPa，设室内屋顶面积为100m2，这时屋顶所受的内、外压力差可以达到________N.

二、选择题

10.下列单位中，属于压强单位的是（　　）.

A.N/m2　　B.m/s　　C.kg/m3　　D.J/s

图　5-4

11.如图5-4所示，将一个装有一定质量水（水未装满）的圆台状封闭容器，放在水平桌面上.如果将其改为倒立放置，则（　　）.

A.水对容器底的压强减小，容器对桌面的压强增大

B.水对容器底的压强减小，容器对桌面的压强减小

C.水对容器底的压强增大，容器对桌面的压强增大

D.水对容器底的压强增大，容器对桌面的压强减小

12.甲、乙、丙三个相同的容器放在水平桌面上，甲盛水，乙盛盐水，丙盛煤油，若三个容器底部所受的压强相同，则（　　）.

A.三个容器内的液面相平　　B.甲容器内的液面最高

C.乙容器内的液面最高　　D.丙容器内的液面最高

13.一名中学生站立在水平地面上，他对地面的压强大约是（　　）.

A.1.5×102Pa　　B.1.5×103Pa

C.1.5×104Pa　　D.1.5×105Pa

14.盲道是为盲人提供行路方便和安全的道路，一般由两种砖铺成，一种是条形引导砖，引导盲人放心前行，称为行进盲道；另一种是带有圆点的提示砖，提示盲人前面有障碍，该转弯或上下坡，称为提示盲道.砖上的条形或圆点高出地面5cm，当盲人走在上面时（　　）.

A.增大脚底的压力，使脚底产生感觉　　B.增大脚底的压强，使脚底产生感觉

C.减小脚底的压力，使脚底产生感觉　　D.减小脚底的压强，使脚底产生感觉

三、实验和设计题

15.在探究“液体压强的特点”实验中，进行了如图5-5所示的操作：

图　5-5

（1）实验前，应调整U形管压强计，使左右两边玻璃管中的液面________.

（2）图（a）、（b）两图是探究液体压强与________的关系.

（3）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择图________两图进行对比，结论是：液体压强与盛液体的容器形状________.

（4）要探究液体压强与液体密度的关系，应选用图________两图进行对比.

（5）在图（c）中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向________的压强大小的关系.

16.为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据如下表所示.实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每组内各个实验中，沙面的凹陷程度相同，而各组间沙面的凹陷程度却不同，第1组凹陷程度最大，第2组其次，第3组最小.

（1）分析比较实验序号1和4（或2与5、3与6）及观察到的现象，可得出的初步结论是：__________________________________________________________________________.

（2）分析比较序号　_______________________________及观察到的现象，可初步得到的结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著.

（3）请进一步综合分析比较表中的数据及观察到的现象，你还能得出的结论是：_____________________________________________________________________________.

17.我们生活的空间存在着大气压，只是我们平时没有在意它的存在.现提供下列器材：A.塑料吸盘2个；B.玻璃片1块；C.玻璃杯1个；D.带吸管的纸盒饮料1盒；E.水.请你选择所需器材，设计一个小实验来证明大气压的存在.

（1）写出你所选用的器材，并简述你的实验方法及观察到的现象.

（2）举出一个在生活中应用大气压的例子.

四、计算和应用题

18.小华在滑冰场上快速滑行，他和冰刀的总质量为40kg，已知每把冰刀与冰面的接触面积为15cm2（g取10N/kg）.问：

（1）小华在单脚滑行时对冰面的压强是__________Pa.

（2）滑冰时，冰面在冰刀压力的作用下稍有熔化.由此，你能否猜想出冰的熔点可能与__________有关，这层水的作用跟润滑油的作用一样，可以减小滑冰时__________.

19.一辆汽车驶过南京长江大桥时，交警示意停车.该车司机反应时间是0.5s，反应距离为12.5m，停车后查得该车的总质量为10t，车轮与地面的总接触面积为0.1m2.按规定，该路段限速80km/h，对路面的压强不得超过7×105Pa.利用上述数据计算说明该车被示意停车的原因.（g取10N/kg）

20.船在水中航行时，船体受到水的阻力较大，影响航行速度.如图5-6（a）所示是一种水翼船，在船体下安装了水翼，船在高速航行时，水面下的水翼使船体抬高从而减小水对船体的阻力.请思考并回答以下问题：

图　5-6

（1）请判断水翼的形状是图5-6（b）中的________（选填“甲”或“乙”）.

（2）这一形状是依据__________________的关系来设计的.

图　5-7

21.两只半径均为5cm的铜质半球壳按如图5-7（a）所示方式紧扣在一起，将壳内空腔抽成真空，在两侧至少分别施加__________N的拉力F才能将两半球分开.若将其中一只半球紧扣在金属平板上后再抽成真空［图（b）］，此时将半球和平板分开需要的拉力F′__________（选填“＞”“=”或“＜”）F.（已知大气压强为1个标准大气压）